JPH03208252A - 白熱電球 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の目的コ （産業上の利用分野） 本発明は、バルブの内外少なくとも一面に赤外線反射膜
を形成したハロゲン電球などのような白熱電球に関する
。

（従来の技術） 自動車用ヘッドランプの光源としてハロゲン電球を使用
していることは知られているが、最近この種自動車用ヘ
ッドランプにおいて視認性の向上が要請され、上記ハロ
ゲン電球は一層高効率、長寿命が要求されるようになっ
てきた。

ハロゲン電球の高効率化の手段として、フィラメントを
収容した石英ガラスからなるバルブの外面に、可視光を
透過し赤外線を反射する被膜を形成する手段が提案され
ている。

この赤外線反射膜は、フィラメントから放出される可視
光を透過させるが、赤外線はこの赤外線反射膜で反射し
、この反射された赤外線をフィラメントに戻し、これに
よりフィラメントを加熱するので、ランプ効率が向上す
るものである。

しかしながら、上記のように赤外線反射膜を形成したハ
ロゲン電球であっても、さらに一層の高効率化が要求さ
れている。

上記のような赤外線反射膜を設けたハロゲン電球におい
ては、フィラメントの長さｇを長くする、またはバルブ
の径Ｄを小さくすると、つまりＤ／１の値を小さくする
と第４図に示す通り、形状係数が大きくなり、このため
効率が向上することが知られている。

しかしながら、自動車用ヘッドランプの光源として使用
されるハロゲン電球は、反射鏡の焦点位置に光源を点光
源として配置することにょり配光特性を規制する必要が
あるからフィラメントの長さｇをあまり長く形成するこ
とができず、せいぜい７　ｍｍ程度が限度であり、また
バルブの太さも反射鏡に収容して適切な配光を得るため
にはむやみに大きくすることができず、これもせいぜい
１６ｍｍ程度が限度である。

したがって、形状係数を大きくする手段には限界がある
。

（発明が解決しようとする課８） 本発明者等は、種々の研究、検討の結果、バルブから器
具側に熱伝導されて逃げる熱について着目した。

すなわち、ハロゲン電球においては、フィラメントから
放出される赤外線、つまり熱によりバルブ温度が上昇し
、この熱は封止部に伝えられ、この封止部を覆う口金を
通じて反射鏡等の器具に伝達される。

この伝達熱量が多ければ多いほど、エネルギーが無駄に
消費されるから効率の低下を招く。

また、このような熱伝導により反射鏡等の器具の温度が
高くなるため、器具として耐熱性に優れた金属系を使用
しなければならず、軽量で加工も容易な樹脂系の器具が
使用し難くなる不具合もあので、その目的とするところ
は、封止部を通じて器具側に逃げる熱を低減し、効率の
向上が可能になるとともに、器具として軽量で加工が容
易な樹脂系の器具を使用することもできる白熱電球を提
供しようとするものである。

［発明の構成］ （課題を解決するための手段） 本発明は、フィラメントの長さをｇ１このフィラメント
の端部とバルブの封止端部内面との距離をＬとした場合
、Ｌ／ＩＩ≧３．６に設定したことを特徴する。

（作用） 従来の赤外線反射膜付き白熱電球では、バルプ内での全
反射による赤外線の移動により封止部の温度上昇がみら
れたが、本発明によれば、封止部がフィラメントから離
れるので、この間で赤外線が減衰し、封止部に熱が伝え
られ難くなり、封止部の温度上昇が抑制されて反射鏡等
の器具に伝達される熱量が少なくなる。したがって、無
駄に損失される熱が少なくなり、効率の向上が可能にな
る、 （実施例） 以下本発明について、第１図ないし第３図に示す一実施
例にもとづき説明する。

図面は自動車用ヘッドランプの光源として使用されるハ
ロゲン電球について示すもので、第２図はハロゲン電球
を装着したヘッドランプの構成図である。

第２図中、１はハロゲン電球、２は反射鏡、３は前面レ
ンズである。

ハロゲン電球１は一端に口金４が取り付けられており、
この口金４に形成したフランジ部５が上記反射鏡２の背
面に固定されている。これによりハロゲン電球１のフィ
ラメント１５が反射鏡２の略焦点位置に位置されるよう
に取り付けられている。

口金４にはレグ端子６・・・（またはリード線）が取り
付けられている。

ハロゲン電球１の詳細は第１図に示し、これについて説
明する。

１０は透明なガラスからなるバルブであり、外径Ｄが６
＋ｕ＋＋程度の直管形をなしている。本実施例のバルブ
１０は両端封止形であり、すなわちバルブ１０の両端部
は圧潰封止部１１、１２が形成されており、これら封止
部１１、１２にはそれぞれモリブデンなどからなる金属
箔導体１３、１３が封着されている。これら金属箔導体
１３、１３には、内部導入線１４、１４が接続されてお
り、これら内部導入線１４、１４間にはタングステンな
どからなるフィラメント］５が架設されている。

フィラメント１５はフィラメント軸がバルブ１ｏの軸線
上に配置されている。

フィラメント１５は単コイルまたは２重コイルのいづれ
であってもよいが、その長さを１）　　（ｓｖ）とした
場合、このフィラメント１５の端部と一方の封止部１１
の内端面との距離Ｌ　（ｖｗ）の関係にオイてＬ／ρ≧
３，６に設定されている。

実際には、フィラメント１５の長さｐは５．５ハ程度に
形成されているともに、フィラメント１５の端部と一方
の封止部１１の内端面との距ＭＬは２１．Ｏａ＋ａ程度
に規制され、したがってＬ／ρの値は３．８になってい
る。

そして、このような寸注により、Ｄ／ｊｉｌの値は１．
１程度となっており、形状係数が大きくなっている。な
お、一般的にハロゲン電球の構造上、形状係数Ｄ／ρは
１．１〜３．０程度に制約される。

なお、金属箔導体１３、１３は外部導入線１６、１６に
接続されている。

また、バルブ１０内には所定圧の例えばクリプトンガス
と、ハロゲンが封入されている。

そして、バルブ１０の外面には可視先透過赤外線反射膜
１７が形成されている。この可視先透過赤外線反射膜１
７は、詳図しないが酸化チタン（　Ｔ　ｉＯ　２　）な
どからなる高屈折率層と酸化ケイ素（Ｓ　ｉ　０２　）
などからなる低屈折率層を交亙に重層し、例えば合計９
〜１２層の多層膜として構成されている。

このような構成のハロゲン電球１は、上記一端側の封止
部１１に口金４が被着されている。

口金４は上記したようにフランジ部５を有しているが、
上記封止部１１との間に例えばセラミックスなどの絶縁
ベース７を介在してあり、図示しないベースセメントに
より上記封止部１１および絶縁ベース７を一体的に接合
してある。

上記、一方の封止部１１から導出された外部導入線１６
は１個のレグ端子６に接続されている。

そして、この口金４にはサポートヮイヤ１８が導出され
ており、このサポートワイヤ１８の基端部は他のレグ端
子６に接続されているとともに、先端部はバルブ１０の
他端に導かれて他方の封止端部１２から導出された外部
導入線１６に接続されている。

したがって、このハロゲン電球１は両端封止タイプであ
るにも拘らず、片口金型となっている。

なお、１９は排気管チップであり、このチップ部１つは
光透過を乱すとともにこの部分には赤外線反射膜１７が
均等に塗布されないため、上記フィラメント１５はこの
チップ部１９との対向を避けてチップ部１つが存在しな
い位置、すなわち口金４と反対方向の場所に位置されて
いる。

このような構成のハロゲン電球について作用を説明する
。

このランプを点灯すると、フィラメント１５が発光し、
この光はバルブ１０壁を透過し、赤外線反射膜１７に入
射する。この入射光のうち、赤外線は赤外線反射膜１７
で反射されフィラメント１５に戻される。このためフィ
ラメント１５は上記反射された赤外線で再び加熱される
ことになるので、７ｆ！１費電力が少なくてすみ、発光
効弔が向上する。

そして、赤外線反射ＨＶ７を透過した可視光は、反射鏡
２の内面の反射面で反射され、前面レンズ３を透過して
前方に投射される。この場合、反射鏡２の反射面および
前面レンズ３で投射光を制御し、自動車用ヘッドランプ
として必要な配光特性を得る。

本実施例では、フィラメント１５の長さをｐ（　ａｍ）
　　このフィラメント１５の端部と一方の封止部１１の
内端面との距離をＬ（ｍｓ）とし、Ｌ／１≧３．６の関
係を満足したから（実際にＬ／ＩＩの値は３．８）、封
止部１１がフィラメン｝１５から大きく離れることにな
り、封止部１１の温度上昇が抑制される。

すなわち、従来の赤外線反射膜付きハロゲン電球の場合
は、バルブ内で全反射による赤外線の移動により封止部
の温度が上昇するが、上記のように封止部１１がフィラ
メント１５から大きく離れると、これらの間で赤外線が
減衰し、封止部１１に熱が伝えられ難くなる。

また、フィラメント１５から放出される赤外線は赤外線
反射膜１７で反射されてバルブ１ｏを加熱するのでバル
ブ１０の温度が上昇し、この熱はバルブ壁を通じて封止
部１１に伝えら２κ１《、フィラメント１５と封止部１
１の距離を離すと、バルブ１０壁を通じて封止部１１に
伝えられる熱量が少なくなる。

このようなことから、封止部１１の温度上昇が抑制され
、口金４の温度上昇も少なくなる。したがって、口金４
を通じて反射鏡２等の器具に伝達される熱量が低減され
、無駄に消失される熱エネルギーが少なくなるので効率
が向上する。

そして、反射鏡２等の器具に伝達される熱量が低減され
るから、反射鏡等の器具として、軽量で加工が容易な樹
脂系の器具を使用することもでき、耐熱性が若干低くて
も長寿命になる。

しかして、フィラメント１５の長さをＩ　　（ａｍ）と
、このフィラメント１５の端部と一方の封止部１１の内
端面との距離をＬ　（ｍ■）との関係を、Ｌ／１≧３．
６に規制する理由は本発明者等の実験によるものである
。

すなわち、バルブの外面に赤外線反射膜１７を形成した
場合と、赤外線反射膜１７を形成しない場合について、
Ｌ／ＩＩの値を変えた場合を調べてみた。この結果を第
３図に示す。第３図において、実線Ａはバルブの外面に
赤外線反射膜１７を形成した場合、破線Ｂはバルブの外
面に赤外線反射膜１７を形成しない場合であり、それぞ
れ口金の温度上昇具合を調べたものである。

Ｌ／ρが３．６未満では、赤外線反射膜１７を形成した
ランブＡが口金の温度上昇が大きい。これは赤外線反射
膜１７で反射された熱がバルブを加熱し、バルブ全体の
温度を上昇させるためである。

赤外線反射膜１７を形成したランブＡでは、Ｌ／Ｒが３
．６を超えると封止部１１の温度を抑制する作用が有効
に利いてきて、赤外線反射膜１７を形成しないランブＢ
と同等の温度に抑えることができる。

本発明においては光効率の向上を目的としては、バルブ
外面に赤外線反射膜１７を形威した場合を前提とするの
で、このような条件の下で顕著な効果が得られる領域は
、上記の結果より、Ｌ／ρよ３，６であることが理解で
きる。

なお、下記表は従来のこの種ハロゲン電球と本実施例の
ハロゲン電球のそれぞれ寸法および消費電力ならびに効
率を示す、 上記の表より、本実施例のランプは消費電力において３
％（１．８Ｗ）の削減が可能であり、効率において７．
８％の向上が認められた。

なお、本発明は、上記実施例に示されたハロゲン電球に
制約されるものではない。

すなわち、上記実施例のハロゲン電球は、バルブ１０の
両端部に圧潰封止部１１、１２を形成したが、本発明は
片側封止タイプのハロゲン電球であってもよい。

また、上記実施例ではバルブ１０の外部にサポートワイ
ヤ１８を設けたが、フィラメントの他端に給電する場合
、バルブの内部にサポートワイヤを設けてもよい。

さらにまた、本発明は自動車用ヘッドランプの光源とし
て使用されるハロゲン電球に制約されず、更には赤外線
反射膜を形或した通常の白熱電球であってもよい。

［発明の効果］ 以上説明したように本発明によれば、封止部がフィラメ
ントから遠く離れるのでフィラメントから放出される熱
で封止部の温度が上昇されるのが抑止される。このため
、封止部を通じて反射鏡等の器具に伝達される熱量が低
減され、無駄に消失される熱エネルギーが少なくなるの
で効率が向上する。そして、反射鏡等の器具に伝達され
る熱量が低減されることから、器具として軽量で加工が
容易な樹脂系の器具を使用することもでき、耐熱性が若
干低くても長寿命になる。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第３図は本発明の一実施例を示し、第１図
はハロゲン電球の側面図、第２図は自動車用ヘンドラン
ブの構成図、第３図はＬ／ＩＩの値と口金の温度の関係
を示す特性図、第４図はＤ／ＩＩと形状係数の関係を示
す特性図である。 １・・・ハロゲン電球、２・・・反射鏡、３・・・前面
レンズ、４・・・口金、１０・・・バルブ、１１、１２
・・・封止部、１５・・・フィラメント、１７・・・赤
外線反射膜。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 端部が封止された円筒形バルブにフィラメント軸がバル
   ブ軸と略一致するようにしてフィラメントを収容すると
   ともに、このバルブの内外少なくとも一面に赤外線反射
   膜を形成し、かつ上記封止端部が器具に取り付けられる
   白熱電球において、上記フィラメントの長さをｌ、この
   フィラメントの端部と上記バルブの封止端部内面との距
   離をＬとした場合、Ｌ／ｌ≧３．６に設定したことを特
   徴する白熱電球。